Методы определения

Изучение коллекторских свойств горных пород проводится прямыми методами – по образцам керна (из которого высверливают цилиндры диаметром 30 мм) или косвенными – по промыслово-геофизическим иследованиям в стволе скважины и на основании анализа результатов опробования и испытания скважин на приток. С одной стороны лабораторное изучение керна является наиболее точным – по данным керна калибруют шкалу промысловые геофизики. С другой стороны наиболее пористый и трещиноватый керн зачастую не могут поднять на поверхность из-за механического разрушения в процессе бурения, в результате чего реальная пористость и проницаемость пород зачастую оказывается больше, чем определено при лабораторных исследованиях.

Общая пористость определяется по методу Мелчера на ненарушенном образце породы по формуле:

Кп = d-q/d*100%, где

d – минералогическая плотность зерен породы,

q – объемная плотность породы.

Точность определений зависит от степени минералогической однородности породы, количества и состава цемента.

Определение открытой пористости производится по методу Преображенского, путем сравнения массы сухого и насыщенного керосином образцов. Разница в массах дает представление о количестве керосина, поглощенного образцом, а с учетом плотности керосина – представление о его объеме, т.е. объеме заполненных пор.

Понятие проницаемости

Проницаемость – способность пород пропускать флюиды и газы при перепаде давления. Она зависит от размера и конфигурации пор, что обусловлено размером зерен терригенных пород, плотностью укладки и взаимным расположением частиц, составом и типом цемента и др. Очень большое значение для проницаемости имеют трещины. Традиционно проницаемость оценивается во внесистемных единицах дарси (Д) или миллидарси (мД). А в системе СИ 1 Д примерно соответствует 1*10^–12м². Такой проницаемостью обладает образец горной породы длиной 1 м, площадью сечения в 1 м², пропускающий сквозь себя 1 м³/сек жидкости вязкостью 0,001 Па*с при перепаде давления на концах образца 0,1013 МПа.

Проницаемость отражена в уравнении Дарси:

Q = kS(dp/dl),

где Q – расход флюида;

k – коэффициент проницаемости;

S – площадь сечения;

dp/dl – перепад давлений или высот на на определенном расстоянии.

Проницаемостью 1 Д обладает обычная водопроводная труба, а проницаемость реальных горных пород в сотни и более раз меньше. Продуктивные коллектора имеют проницаемость 10^–14 – 10^–13 м². Проницаемость обеспечивается сообщающимися порами между частицами, обломками или кристаллами. Поэтому если размер пор более 10 мкм, то проницаемость возрастает пропорционально пористости. Минимальный размер поры, в которой может перемещаться флюид, более 1 мкм. Если же пора меньше, то поверхностные силы ее стенок делают капилярное натяжение непреодолимым для флюида. Поэтому, например, глины, обладая в сухом состоянии пористостью 30%, непроницаемы из-за ничтожных размеров своих каналов. В трещиноватых породах флюид перемещается по трещинам, достигающим иногда 100 мкм. В отличие от межгранулярной проницаемости в общем постоянной в пласте, трещинная проницаемость резко возрастает в узкой зоне вблизи разломов. Вскрытие скважиной таких узких линейных зон обещает гигантские притоки, но грозит аварийными выбросами и фонтанами УВ.

Различают проницаемость: абсолютную, фазовую и относительную.

Абсолютная проницаемость – это проницаемость горных пород для однородной инертной жидкости или газа при отсутствии заметного физико-химического взаимодействия их с пористой средой. Обычно она измеряется в сухой породе при пропускании через нее сухого инертного газа (азот, гелий).

Фазовая (эффективная) проницаемость – проницаемость горных пород для какой-либо жидкости или газа при одновременном наличии в ней других флюидов (газ – вода, вода - нефть, газ – нефть - вода), зависит от степени насыщенности пор породы этой жидкостью или газом.

Относительная проницаемость – отношение величины эффективной проницаемости для данного флюида к величине проницаемости при 100%-м насыщении породы данным флюидом. Величина безразмерная, может изменяться от 0 до 1.

Между пористостью и проницаемостью нет прямой связи.